２相系オルガノソルブ処理による藻類の成分分配と可溶化速度を制御した全量利用化

通过两相有机溶剂处理控制成分分布和溶解率，实现藻类总量的利用

• 批准号: 22K04813
• 负责人: 吉川 琢也
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04813/
• 关键词: 化学工学; 混合溶媒; 藻類

バイオマスは、一般に多成分から形成されているのに対し、既往プロセスでは特定成分の利用に主眼が置かれることが多い。そこで本研究では、生産性が高く、タンパク質、セルロース、食物繊維などの有用成分を多く含む藻類を対象に、水と有機溶媒の混合溶媒処理により、全量利用を志向したプロセスの基盤的技術を開発する。水生植物の中で賦存量の約７０％を占める褐藻類を対象に、回分処理装置を用いて水／ブタノールの混合溶媒処理による処理条件のスクリーニングを行い、各成分の分配挙動を把握した。各成分の分析は、元素分析、熱重量分析、高速液体クロマトグラフィー、塩基性溶液を用いた成分分画によって実施し、タンパク質は、窒素含有量から換算係数を用いて定量した。処理温度・時間の影響について試験した結果、水熱処理と比較して、混合溶媒処理を行うことで、セルロースを定量的に回収しながら、食物繊維とタンパク質の可溶化が促進されたことが分かった。溶解度パラメータの解析により、混合溶媒における水相が食物繊維の主要成分であるアルギン酸のパラメータと近しい値を示した。よって、混合溶媒処理では、細胞壁の主要な構成成分である食物繊維の可溶化が促進されたことで、タンパク質を含むその他の成分の可溶化が進行したと考えられる。加えて、藻類由来のセルロースリッチ固体成分の回収と樹脂との複合化を一気通貫で実施するため、溶融混錬機による複合化条件が、樹脂との混錬状態に及ぼす影響について検討を開始した。

生物质通常是由多个组件形成的，而在先前的过程中，重点是使用特定组件。因此，在这项研究中，我们将开发一种基本技术，用于通过处理混合溶剂和有机溶剂的混合溶剂来实现整个量的过程，该过程的靶向高生产力并包含大量有用成分，例如蛋白质，纤维素，纤维素和饮食纤维。使用混合水/丁醇溶剂治疗使用批处理装置对水生植物量的含量约为70％的棕色藻类，并掌握了每个成分的分布行为。通过元素分析，热重分析，高性能液相色谱法和使用基本溶液的成分分级分析对每个组件进行分析，并使用基于氮含量的转换因子对蛋白质进行定量蛋白质。由于测试了治疗温度和时间的作用，发现与热液处理相比，进行了混合溶剂处理，并促进了饮食纤维和蛋白质的溶解度，同时定量恢复了纤维素。分析溶解度参数表明，混合溶剂中的水相接近藻酸藻酸的参数，这是饮食纤维的主要成分。因此，据信，混合溶剂处理促进了饮食纤维的溶解度，饮食纤维是细胞壁的主要成分，在包括蛋白质在内的其他成分的溶解化方面都会发展。此外，为了收集源自藻类的富含纤维素的固体成分，并以单个气味方式将它们与树脂结合在一起，我们开始研究使用熔融揉器对与树脂混合状态结合的条件的效果。